Mesure des gaz sur le Kilauea (Hawaii) // Gas measuring on Kilauea Volcano (Hawaii)

Lors d’une éruption, le dioxyde de soufre (SO2) est souvent mentionné par les volcanologues. À Hawaii, c’est la principale composante du vog, ou brouillard volcanique. Cependant, d’autres gaz sont présents dans un panache éruptif et il est intéressant d’étudier leur rapport, comme celui entre le SO2 et le HCl (dioxyde de soufre/chlorure d’hydrogène). Il est également intéressant de connaître la quantité de CO2 (dioxyde de carbone) dissous dans le verre volcanique.
Sur le Kilauea, c’est le travail de l’Hawaiian Volcano Observatory (HVO) d’effectuer ces analyses. Pour réaliser les mesures, les scientifiques de l’Observatoire utilisent un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (IRTF ou FTIR pour Fourier Transform InfraRed spectroscopy). Ce type de spectromètre détecte le rayonnement infrarouge (IR) entrant ; c’est le type de rayonnement associé aux objets chauds ou tièdes qui ont des longueurs d’onde légèrement plus longues que la lumière visible que perçoivent les yeux.
Il s’avère que les gaz absorbent le rayonnement et que chaque gaz – CO2, HCl, SO2, H2O (sous forme de vapeur d’eau), par exemple – a sa propre signature unique de la quantité de rayonnement qu’il absorbe à différentes longueurs d’onde.
Un exemple un peu différent, mais bien connu, de gaz absorbant est l’ozone (O3). L’ozone dans l’atmosphère nous protège d’une partie des rayons ultraviolets (UV) nocifs du soleil (longueurs d’onde plus courtes que la lumière visible) en absorbant très fortement les longueurs d’onde UV. Le SO2 absorbe lui aussi fortement dans la gamme UV ; c’est pour cela que le HVO utilise les UV pour mesurer les taux d’émission de SO2.
Cependant, de nombreux gaz volcaniques n’absorbent pas très bien les UV; en revanche, ils absorbent fortement dans la gamme infrarouge ( IR). En conséquence, les scientifiques du HVO se tournent vers le FTIR pour effectuer les mesurer. L’Observatoire possède deux types de spectromètres FTIR qu’ils utilisent pour des applications différentes.
Pour mesurer les gaz dans l’atmosphère, les scientifiques utilisent le spectromètre FTIR ‘de terrain’ et se rendent sur le site où le volcan émet le panache volcanique. Une source d’énergie IR est nécessaire et la lave convient parfaitement car elle est très chaude. Ainsi, lorsqu’une éruption se produit, les scientifiques peuvent orienter le FTIR vers de la lave incandescente. S’il n’y a pas de lave à portée de main, ils peuvent toujours mesurer le gaz en dirigeant le FTIR vers une lampe spéciale qui génère des IR.
Une fois la source IR obtenue, les scientifiques doivent positionner le FTIR de telle sorte que le gaz volcanique se trouve entre la source IR et le FTIR. Le FTIR mesure les quantités relatives de rayonnement IR à différentes longueurs d’onde, dont une partie est absorbée par les gaz volcaniques. Ils analysent ensuite les données et calculent des ratios de gaz majoritaires, comme CO2/SO2 et le SO2/HCl, qui peuvent donner des informations sur la façon dont le magma et les gaz volcaniques sont véhiculés dans le système d’alimentation du volcan.
Le deuxième spectromètre FTIR reste dans le laboratoire où il est utilisé pour mesurer de petites quantités de H2O et de CO2 dissous dans les minéraux et le verre volcanique. Le principe reste le même que pour le FTIR de terrain. Le FTIR de labo dispose d’une source IR et d’un détecteur de rayonnement qui mesure l’intensité IR à de nombreuses longueurs d’onde différentes. Au lieu d’un panache volcanique pour effectuer les mesures, les scientifiques insèrent une fine lame de minéral ou de verre soigneusement polie entre la source IR et le détecteur.
Les minéraux et les verres, en particulier ceux qui sont émis par des volcans riches en gaz, contiennent souvent du CO2 et du H2O encore dissous qui absorbent les infrarouges à ces longueurs d’onde caractéristiques, tout comme les gaz volcaniques dans l’atmosphère. Dans la mesure où les scientifiques connaissent l’épaisseur de la minuscule lame de verre ou de minéral, le FTIR peut alors leur indiquer quelle quantité de gaz est dissoute dans ce petit échantillon solide. Une fois qu’ils ont ces informations, les scientifiques peuvent déterminer, par exemple, de quelle profondeur provient le matériau émis pendant éruption et à quelle vitesse il a été émis.
Source : USGS/HVO.

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During an eruption, sulfur dioxide (SO2) is often mentioned by volcanologists. In Hawaii, it is the major component of vog, or volcanig smog. However, other gases are present in an eruptive plume and it is interesting to study their ratio, such as the one between SO2 and HCl (sulfur dioxide/hydrogen chloride). It is also interesting to know the amount of CO2 (carbon dioxide) dissolved in volcanic glass.

On Kilauea volcano in Hawaii, it is up to the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) to perform these analyses. To make the measurements, scientists at the Observatory use a Fourier Transform Infrared spectrometer, or FTIR. FTIR instruments detect incoming infrared (IR) radiation; this is the type of radiation associated with hot or warm objects having wavelengths slightly longer than the visible light we can see with our eyes.

It turns out that gases absorb radiation, and each gas – CO2, HCl, SO2, H2O (water vapour), and others – has its own unique signature of how much it absorbs at different wavelengths.

One slightly different, but common, example of an absorbing gas is ozone (O3). Ozone in the atmosphere protects us from some of the sun’s harmful ultraviolet (UV) radiation (shorter wavelengths than visible light) by absorbing UV wavelengths very strongly. SO2 also absorbs strongly in the UV range; HVO uses UV to measure SO2 emission rates.

However, many important volcanic gases don’t absorb UV very well, but they do absorb strongly in the IR range. So, HVO scientists turn to FTIR to measure them. HVO has two different types of FTIR, which they use for different applications.

For measuring gases in the atmosphere, scientists take the ‘field FTIR’ and head out to where the volcanic plume is. A source of IR energy is needed and lava is a great source of IR because it is very hot. So, when an eruption takes plave,scientists can aim the FTIR at hot, glowing lava. If there is no lava around, they can still measure the gas by aiming the FTIR at a special lamp that generates IR.

Once the IR source is obtained, scientists need to position the FTIR so the volcanic gas is between the IR source and the FTIR. The FTIR measures relative amounts of IR radiation at different wavelengths, some of which is absorbed by the volcanic gases. They then process the data and calculate important gas ratios, like CO2/SO2 and SO2/HCl, which can give information about how magma and volcanic gases are transported in the volcanic plumbing system.

The second FTIR stays in the lab where it is used for measuring small amounts of H2O and CO2 dissolved in minerals and volcanic glass. The principles are the same as with the previous instrument. The lab FTIR has an IR source and a radiation detector that measures IR intensity at many different wavelengths. But instead of a volcanic plume passing between them, the scientists insert a tiny, carefully polished chip of mineral or glass into the path between the IR source and the detector.

Minerals and glasses, especially those that erupt out of gas-rich volcanoes, often have CO2 and H2O still dissolved in them, which will absorb IR at those characteristic wavelengths just like volcanic gases in the air. As long as scientists know how thick the tiny chip of glass or mineral is, the FTIR can then tell them how much of those gases are dissolved in those little solid pieces. Once they know that, they can determine, for instance, how deep the erupted material came from and how quickly it erupted.

Source : USGS / HVO.

Scientifique du HVO utilisant le spectromètre FTIR de terrain au cours de la dernière éruption du Kilauea (Source: USGS / HVO)

Histoire d’un cantique de Noël

En ce jour de Noël, voici l’histoire du célèbre cantique « Minuit chrétien » qui a connu bien des péripéties avant d’atteindre sa forme actuelle. Etant moi-même athée, je peux en parler avec le recul suffisant. C’est son aspect historique qui a attiré mon attention.

Le cantique .présente des paroles écrites à l’origine par un marchand de vins français athée, avec une musique composée par un Français juif. Les paroles ont ensuite été traduites en anglais par un abolitionniste américain. Il a été interdit pendant une certaine période en France avant de devenir un hymne anti-esclavagiste aux États-Unis dans les années 1850.
L’histoire commence en 1843 – ou 1847 selon les sources – à Roquemaure, une petite ville de la vallée du Rhône. Placide Cappeau, qui avait suivi son père dans le commerce du vin, était également connu pour les poèmes qu’il composait. Bien que critique de l’église catholique, Cappeau a été invité par le prêtre local à écrire quelques strophes pour célébrer l’orgue récemment rénové de la cathédrale de la ville. On dit qu’il a écrit les paroles de la chanson alors qu’il se rendait à Paris pour affaires, et que c’est l’Évangile de Luc qui lui a servi d’ inspiration. Sur les conseils du même ecclésiastique qui lui avait commandé les strophes, Cappeau apporta son œuvre achevée – alors intitulée « Minuit, Chrétiens – à Adolphe Adams, un compositeur de renom. Adams, qui était d’origine juive française, a arrangé la musique, et l’oeuvre a été récemment baptisée « Cantique de Noël ».

Le cantique a fait ses débuts à l’échelle mondiale avec la cantatrice Emily Laurey lors de la messe de minuit de la veille de Noël à l’église de Roquemaure.
Bien que le « Cantique de Noël » soit devenu très populaire, il a ensuite été dénoncé par l’église catholique française. Cela est dû au fait que Cappeau était athée et socialiste, mais aussi à la découverte qu’Adams était juif,. Un évêque aurait rejeté le cantique à cause d’un « manque de goût musical et une absence totale d’esprit de la religion ». L’Eglise française n’appréciait pas non plus les paroles ouvertement anti-esclavagistes de Cappeau dans le troisième couplet. L’interdiction révèle la position de l’Église catholique française en matière d’abolition de l’esclavage.
Il convient de rappeler ici qu’à cette époque, la France prélevait encore des Noirs en Afrique dans le cadre de la traite transatlantique des esclaves, même si elle a aboli définitivement la pratique en 1848. Avant cette date, environ 1,4 million d’êtres humains ont été capturés et conduits dans des lieux colonisés par la France comme la Guadeloupe, la Martinique et surtout Saint-Domingue où ils ont été réduits en esclavage dans des conditions cruelles et souvent mortelles.
Le « Cantique de Noël » a ensuite traversé l’Atlantique jusqu’à John Sullivan Dwight, un abolitionniste américain blanc, ministre unitarien, musicien et amateur de musique classique.
En 1855, Dwight traduisit les paroles de Cappeau, accordant une attention particulière au troisième couplet.
Dwight a donné à son texte traduit le titre «O Holy Night» qu’il a publié dans son périodique musical en 1855. Le cantique est devenu un succès aux États-Unis, en particulier parmi les abolitionnistes pendant la Guerre de Sécession. Même s’il était interdit dans son pays d’origine, le cantique devint un incontournable chant de Noël et de protestation, à des milliers de kilomètres de là, aux États-Unis.

Crue glaciaire du Grimsvötn (Islande) [suite] // Grimsvötn’s glacial outburst flood (Iceland) [continued]

La crue glaciaire, ou jökulhlaup, qui a commencé lorsque la calotte glaciaire au-dessus du Grímsvötn a commencé à fondre il y a 11 jours, devrait atteindre son maximum le dimanche 5 décembre 2021. Les autorités islandaises ne croient pas que cette crue affectera la circulation sur la route n°1, ni que des routes devront être fermées.
Le 3 décembre au matin, la calotte glaciaire du Grímsvötn s’était affaissée de plus de 27 mètres et le débit de la rivière Gígjukvísl atteignait 1600 m3/s. La conductivité électrique de la rivière a également augmenté, avec plus de 464 µS/cm ce même jour. Les concentrations de gaz autour du glacier ont révélé des niveaux supérieurs à la normale, mais ne posent actuellement aucun danger.
La question est de savoir si la crue glaciaire sera suivie d’une éruption volcanique, mais personne n’est en mesure de répondre. Nous savons juste que dans le passé, les éruptions du Grímsvötn ont commencé dans le sillage d’une crue glaciaire. En effet, l’évacuation de l’eau réduit la pression au sommet du volcan et cela peut favoriser le déclenchement d’une éruption. Un tel événement s’est produit en 1922, 1934, et plus tard, en 2004. Les scientifiques ont remarqué qu’il y avait eu un accroissement de la sismicité avant l’éruption. Pour le moment, aucun événement de ce type n’a été détectée autour du volcan.
Source : Iceland Review.

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The glacial outburst flood, or jökulhlaup, which started when the ice sheet in Grímsvötn beneath Vatnajökull glacier began to melt 11 days ago, is predicted to reach its peak on Sunday, December 5th, 2021. .Icelandic authorities do not believe that the runoff will affect traffic on Route 1, nor that roads will need to be closed.

On DEcember 3rd in the morning, the Grímsvötn ice sheet had sunk over 27 meters and was flooding the Gígjukvísl river at a rate of 1600 m3/s. The electrical conductivity of the river has also been increasing and was measured above 464 µS/cm on that same day. The gas concentrations along the perimeter of the glacier have been measured at higher than normal levels, but do not currently pose a danger.

The question is to know whether the glacial outburst flood will be followed by a volcanic eruption, but nobody is able to answer the question. We just know that in the past eruptions at Grímsvötn have begun following a glacial outburst flood. Indeed, the evacuation of the water reduces the pressure on top of the volcano and this can allow an eruption to begin. It happened in 1922, 1934, and later, in 2004. Scientists have noticed that there was a series of earthquakes before the eruption. For the moment, no such seismicity has been detected around the volcano.

Source: Iceland Review.

Source: IMO / Wikipedia

COP 26 : Une preuve du réchauffement climatique en Ecosse // COP 26 : Evidence of global warming in Scotland

Au moment où se tient la COP 26 à Glasgow, les montagnes écossaises ont décidé de livrer une preuve du réchauffement climatique. La dernière plaque de neige qui subsistait au Royaume-Uni vient de fondre pour la huitième fois en 300 ans. Elle se trouvait dans un cirque sur le versant nord du Braeriach (1296 m), la troisième plus haute montagne de Grande-Bretagne, dans la chaîne des Cairngorms en Écosse.
Le névé, baptisé le Sphinx, est le plus résistant du Royaume-Uni. Il reste généralement présent tout l’été, même quand la neige a fondu dans la région. Les archives indiquent que le névé a déjà complètement fondu en 1933, 1959, 1996, 2003, 2006, 2017 et 2018. Il est inquiétant de le voir disparaître pour la troisième fois en cinq ans et. il ne fait guère de doute que le réchauffement climatique y est pour quelque chose.
Un rapport publié en 2020 sur la couverture neigeuse et le changement climatique dans les Cairngorms a révélé une hausse des températures et une diminution de la couverture neigeuse dans la région au cours des 100 dernières années. Le rapport, commandé par la Cairngorms National Park Authority, a utilisé des modèles climatiques pour prévoir comment la couverture neigeuse pourrait se comporter à l’avenir.
L’un des coauteurs du rapport a déclaré que les chercheurs avaient constaté une tendance générale à une réduction de la neige en termes de superficie couverte, et à une diminution de sa durée, ou de la durée pendant laquelle la neige reste au sol. Selon les modèles climatiques, une fois passé 2040, il y a un grand nombre d’années où la quantité de neige diminue considérablement. D’ici 2080, il y aura peut-être des hivers avec très peu de neige, ce qui ne veut pas dire qu’il ne neigera pas, mais il est peu probable que la neige reste au sol très longtemps.
Les modèles montrent également que la fonte se produira probablement plus fréquemment dans les années à venir. Les plaques de neige sont de bons indicateurs du changement climatique car elles ont tendance à être sensibles aux changements de température, même minimes. En tant que tel, ce qui se passe dans les Highlands peut servir d’indicateur pour d’autres parties du pays, voire du monde.
Le Sphinx est une plaque de neige très surveillée car elle a des implications beaucoup plus larges. L’évolution de la couverture neigeuse dans les Highlands pourrait avoir des conséquences pour les écosystèmes de montagne et perturber le processus hydrologique de la neige qui fond dans les montagnes et dont l’eau se déverse ensuite dans les cours d’eau.
Le manque de neige et d’eau de fonte auront des conséquences directes, que ce soit pour l’écologie aquatique ou la microbiologie des cours d’eau. Il y aura aussi des conséquences économiques, comme l’impact sur les sports d’hiver. Enfin, il ne faut pas oublier que l’Écosse est le plus grand pays producteur de whisky au monde et que la plupart de l’eau utilisée provient de collinesou de montagnes comme les Cairngorms….
Source : Yahoo News.

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At the moment COP 26 is being held in Glasgow, the Scottish mountains have decided to give an evidence of global warming. The United Kingdom’s longest-lasting patch of snow, has melted away for only the eighth time in 300 year. It is located on.the northern side of Braeriach( 1296 m), the third-highest mountain in Britain that forms part of Scotland’s Cairngorms mountain range.

The snow patch, nicknamed the Sphinx, is the U.K.’s most durable, which means it typically stays frozen through the summer, even after most snow has melted across the region. Records indicate that the patch is previously known to have melted completely in 1933, 1959, 1996, 2003, 2006, 2017 and 2018. It is concerning to see the patch disappear for the third time in five years. there is little doubt that global warming is contributing to the recent melting events.

A report published last year on snow cover and climate change on the Cairngorms found rising temperatures and decreasing snow cover across the region over the past 100 years. The report, commissioned by the Cairngorms National Park Authority, used climate models to project how patterns of snow cover could change in the future.

One of the co-authors of the report said that the researchers found an overall trend toward less snow, in terms of the area it covers, and a decrease in its duration, or how long the snow stays on the ground. According to the climate models, once you get past 2040, there are a large number of years where the amount of snow cover decreases quite considerably. By 2080, there may be some winters where we get very little snow cover at all, which doesn’t mean it won’t snow but it’s unlikely to stay on the ground for very long.

The models also show that melting will likely happen more frequently in the coming years. Snow patches are good indicators of climate change because they tend to be sensitive to even small temperature changes. As such, what’s happening in the Highlands can act as a bellwether for other parts of the country, and the world.

The Sphinx is a keenly watched patch of snow because it has much wider implications. Changing snow cover across the Highlands could have broader consequences for mountain ecosystems and disrupt the natural hydrological process of snow gradually melting from mountains and flowing into streams.

The lack of snow and melting water will have direct consequences, ranging from aquatic ecology to the microbiology in streams. There are economic consequences as well, like the impact on winter sports. Last but not least, one should not forget taht Scotland, is the biggest whisky-producing country in the world and most of the water used comes off of hills like the Cairngorms….

Source: Yahoo News.

Vue du Sphynx dans les Cairngorms